JP2747387B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
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- JP2747387B2 JP2747387B2 JP3258064A JP25806491A JP2747387B2 JP 2747387 B2 JP2747387 B2 JP 2747387B2 JP 3258064 A JP3258064 A JP 3258064A JP 25806491 A JP25806491 A JP 25806491A JP 2747387 B2 JP2747387 B2 JP 2747387B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工装置に関
し、特に異種材料を幾重にも重ねた構造（以下、多層構
造と言う）の被加工物を加工する場合等に用いて好適な
レーザ加工装置に関するものである。
し、特に異種材料を幾重にも重ねた構造（以下、多層構
造と言う）の被加工物を加工する場合等に用いて好適な
レーザ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えばＴＥＲＡＤＹＮＥ社Ｍ２１
８に示された画像機能と画像端末を検出する機能を有す
る従来のレーザ加工装置を示す構成図である。図におい
て、１は加工時間欠的にレーザビームを射出するパルス
発振モードと、計測時連続してレーザビームを射出する
連続発振モードとを有するレーザ発振器、２はレーザ発
振器１からのレーザビームを反射する全反射ミラー、３
は全反射ミラー２で反射されたレーザビームを被加工物
４に照射すると共にこれより反射されて来るレーザビー
ムをＣＣＤカメラ５に供給する光分割器、６は被加工物
４が載置される可動式テーブル、７は画像処理と、可動
式テーブル６の制御と、レーザ発振器１の制御とを行う
ワークステーションである。
８に示された画像機能と画像端末を検出する機能を有す
る従来のレーザ加工装置を示す構成図である。図におい
て、１は加工時間欠的にレーザビームを射出するパルス
発振モードと、計測時連続してレーザビームを射出する
連続発振モードとを有するレーザ発振器、２はレーザ発
振器１からのレーザビームを反射する全反射ミラー、３
は全反射ミラー２で反射されたレーザビームを被加工物
４に照射すると共にこれより反射されて来るレーザビー
ムをＣＣＤカメラ５に供給する光分割器、６は被加工物
４が載置される可動式テーブル、７は画像処理と、可動
式テーブル６の制御と、レーザ発振器１の制御とを行う
ワークステーションである。
【０００３】次に、図５に示した従来のレーザ加工装置
の動作について説明する。まず、レーザ発振器１は加工
時の発振状態に比べ、その強度を減衰させた状態でレー
ザビームを射出する。この射出されたレーザビームは全
反射ミラー２、光分割器３を介して被加工物４に照射さ
れる。そして、被加工物４からの反射光が光分割器３を
介してＣＣＤカメラ５により検出される。ＣＣＤカメラ
５で検出された画像情報はワークステイション７に供給
され、ここで被加工物４の加工部のパターン認識が行わ
れる。次いで、ワークステイション７は加工位置までの
移動指令を可動式テーブル６に送り、この可動式テーブ
ル６を目的とする位置に動かした後、この可動式テーブ
ル６上の被加工物４に対してレーザ発振器１よりレーザ
ビームをその強度を上げて被加工物４に照射し、レーザ
加工を行う。
の動作について説明する。まず、レーザ発振器１は加工
時の発振状態に比べ、その強度を減衰させた状態でレー
ザビームを射出する。この射出されたレーザビームは全
反射ミラー２、光分割器３を介して被加工物４に照射さ
れる。そして、被加工物４からの反射光が光分割器３を
介してＣＣＤカメラ５により検出される。ＣＣＤカメラ
５で検出された画像情報はワークステイション７に供給
され、ここで被加工物４の加工部のパターン認識が行わ
れる。次いで、ワークステイション７は加工位置までの
移動指令を可動式テーブル６に送り、この可動式テーブ
ル６を目的とする位置に動かした後、この可動式テーブ
ル６上の被加工物４に対してレーザ発振器１よりレーザ
ビームをその強度を上げて被加工物４に照射し、レーザ
加工を行う。
【０００４】図６は例えばＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏ
ｆ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｇｒｅｓｓ ｏ
ｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｌａｓｅｒｓ
ａｎｄ ＥｌｅｃｔｒｏーＯｐｔｉｃｓ（ＩＣＡＬＥ
Ｏ） Ｖｏｌ，４４（１９８４）第３５頁〜第４２頁に
記載された従来のレーザ加工装置における蒸発蒸気の散
乱光計測系を示す構成図である。図６において、図５と
対応する部分には同一符号を付して説明する。１Ａは間
欠的にレーザビームを射出するパルス発振モードを有す
るレーザ発振器、８は連続的にレーザビームを射出する
連続発振モードを有するレーザ発振器、９はレーザ発振
器８からのレーザビームを検出する光検出器、１０は光
検出器９の出力よりレーザ発振器８からのレーザビーム
の減衰の度合を検出する波形解析装置である。
ｆ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｇｒｅｓｓ ｏ
ｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｌａｓｅｒｓ
ａｎｄ ＥｌｅｃｔｒｏーＯｐｔｉｃｓ（ＩＣＡＬＥ
Ｏ） Ｖｏｌ，４４（１９８４）第３５頁〜第４２頁に
記載された従来のレーザ加工装置における蒸発蒸気の散
乱光計測系を示す構成図である。図６において、図５と
対応する部分には同一符号を付して説明する。１Ａは間
欠的にレーザビームを射出するパルス発振モードを有す
るレーザ発振器、８は連続的にレーザビームを射出する
連続発振モードを有するレーザ発振器、９はレーザ発振
器８からのレーザビームを検出する光検出器、１０は光
検出器９の出力よりレーザ発振器８からのレーザビーム
の減衰の度合を検出する波形解析装置である。
【０００５】次に、図６に示した従来のレーザ加工装置
の動作について説明する。レーザ発振器１Ａより射出さ
れたレーザビームが全反射ミラー２を介して被加工物４
に照射され、被加工物４の加工部の上に蒸発蒸気が発生
する。次いで、レーザ発振器８より射出されたレーザビ
ームが被加工物４の加工部上の蒸発蒸気中を通過するこ
とにより散乱されてその強度の減衰を受けた後光検出器
９に検出される。光検出器９の検出出力は波形解析装置
１０に供給され、ここで、レーザ発振器８の射出するレ
ーザビームの減衰の度合が検出される。
の動作について説明する。レーザ発振器１Ａより射出さ
れたレーザビームが全反射ミラー２を介して被加工物４
に照射され、被加工物４の加工部の上に蒸発蒸気が発生
する。次いで、レーザ発振器８より射出されたレーザビ
ームが被加工物４の加工部上の蒸発蒸気中を通過するこ
とにより散乱されてその強度の減衰を受けた後光検出器
９に検出される。光検出器９の検出出力は波形解析装置
１０に供給され、ここで、レーザ発振器８の射出するレ
ーザビームの減衰の度合が検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ加工装置
は以上のように構成されているので、多層構造の被加工
物をパルスレーザビームによって、任意の層までの加工
を行う際には、１パルス毎に画像処理を行う必要があ
り、このため処理時間が長くなり、画像処理を行うコン
ピュータ等の構成が大型となる欠点があった。又、画像
処理により加工の進度を認識する装置は、コンピュータ
の処理時間によって加工の高速性に制約を受けるという
欠点があった。又、パルス発振モードと連続発振モード
を有する１つのレーザ発振器で加工と計測を行う場合
は、加工用のレーザ発振と計測用のレーザ発振との間
に、レーザの発振条件を切り換えるための発振休止時間
が必要であり、このために加工の高速性に制約を受ける
という欠点があった。又、発振休止時間中で加工部底面
の酸化等が進行し、このため計測の結果に誤りを生じる
恐れがあるという欠点があった。又、計測用と加工用に
レーザ発振の条件を分け、１つのレーザ発振器によって
レーザ照射させることは、いわゆるエキシマレーザのよ
うにレーザ媒体の劣化の著しいレーザでは、例えばレー
ザ媒体を励起するための電極が損傷するなど、好ましく
ない結果を生じるという欠点があった。更に、計測用と
加工用の２つのレーザ発振器を用いることは、構造が大
型となり、しかもコストが高くなるという問題点があっ
た。
は以上のように構成されているので、多層構造の被加工
物をパルスレーザビームによって、任意の層までの加工
を行う際には、１パルス毎に画像処理を行う必要があ
り、このため処理時間が長くなり、画像処理を行うコン
ピュータ等の構成が大型となる欠点があった。又、画像
処理により加工の進度を認識する装置は、コンピュータ
の処理時間によって加工の高速性に制約を受けるという
欠点があった。又、パルス発振モードと連続発振モード
を有する１つのレーザ発振器で加工と計測を行う場合
は、加工用のレーザ発振と計測用のレーザ発振との間
に、レーザの発振条件を切り換えるための発振休止時間
が必要であり、このために加工の高速性に制約を受ける
という欠点があった。又、発振休止時間中で加工部底面
の酸化等が進行し、このため計測の結果に誤りを生じる
恐れがあるという欠点があった。又、計測用と加工用に
レーザ発振の条件を分け、１つのレーザ発振器によって
レーザ照射させることは、いわゆるエキシマレーザのよ
うにレーザ媒体の劣化の著しいレーザでは、例えばレー
ザ媒体を励起するための電極が損傷するなど、好ましく
ない結果を生じるという欠点があった。更に、計測用と
加工用の２つのレーザ発振器を用いることは、構造が大
型となり、しかもコストが高くなるという問題点があっ
た。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、簡単な構成で、高速かつ高精度
の加工ができる安価なレーザ加工装置を得ることを目的
とする。
ためになされたもので、簡単な構成で、高速かつ高精度
の加工ができる安価なレーザ加工装置を得ることを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ加
工装置は、主パルスレーザビームを射出するレーザ発振
器と、上記主パルスレーザビームを第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割する光分割器
と、上記第２のパルスレーザビームが供給され、該第２
のパルスレーザビームを上記第１のパルスレーザビーム
に対して遅延する光バイパス路と、上記第１のパルスレ
ーザビームが被加工物に照射された後上記遅延した第２
のパルスレーザビームを上記被加工物に照射し、該被加
工物によって反射された第２のパルスレーザビームの強
度を測定する計測手段とを備えたものである。
工装置は、主パルスレーザビームを射出するレーザ発振
器と、上記主パルスレーザビームを第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割する光分割器
と、上記第２のパルスレーザビームが供給され、該第２
のパルスレーザビームを上記第１のパルスレーザビーム
に対して遅延する光バイパス路と、上記第１のパルスレ
ーザビームが被加工物に照射された後上記遅延した第２
のパルスレーザビームを上記被加工物に照射し、該被加
工物によって反射された第２のパルスレーザビームの強
度を測定する計測手段とを備えたものである。
【０００９】又、この発明に係るレーザ加工装置は、主
パルスレーザビームを射出するレーザ発振器と、上記主
パルスレーザビームを第１のパルスレーザビームと第２
のパルスレーザビームに分割する光分割器と、上記第２
のパルスレーザビームが供給され、該第２のパルスレー
ザビームを上記第１のパルスレーザビームに対して遅延
する光バイパス路と、上記第１のパルスレーザビームを
被加工物に照射し、上記遅延した第２のパルスレーザビ
ームを上記第１のパルスレーザビームと上記被加工物の
上方で交差するように照射する光学手段と、上記遅延し
た第２のパルスレーザビームが上記交差点を通過した後
該第２のパルスレーザビームの強度を測定する他の計測
手段とを備えたものである。
パルスレーザビームを射出するレーザ発振器と、上記主
パルスレーザビームを第１のパルスレーザビームと第２
のパルスレーザビームに分割する光分割器と、上記第２
のパルスレーザビームが供給され、該第２のパルスレー
ザビームを上記第１のパルスレーザビームに対して遅延
する光バイパス路と、上記第１のパルスレーザビームを
被加工物に照射し、上記遅延した第２のパルスレーザビ
ームを上記第１のパルスレーザビームと上記被加工物の
上方で交差するように照射する光学手段と、上記遅延し
た第２のパルスレーザビームが上記交差点を通過した後
該第２のパルスレーザビームの強度を測定する他の計測
手段とを備えたものである。
【００１０】
【作用】この発明においては、主パルスレーザビームを
分割して加工用の第１のパルスレーザビームと計測用の
第２のパルスレーザビームを形成し、第２のパルスレー
ザビームを光バイパス路を通すことにより被加工物の表
面への到達を第１のパルスレーザビームより遅らせ、こ
の遅れた第２のパルスレーザビームによって被加工物の
加工部表面の反射率の変化を計測することにより、除去
している層の変化即ち加工の進度を認識する。これによ
り被加工物の加工部底面に除去されてはならない層が現
れた場合に、加工を中止することができ、多層構造の被
加工物に対して目的とする層まで正確に加工できる。
分割して加工用の第１のパルスレーザビームと計測用の
第２のパルスレーザビームを形成し、第２のパルスレー
ザビームを光バイパス路を通すことにより被加工物の表
面への到達を第１のパルスレーザビームより遅らせ、こ
の遅れた第２のパルスレーザビームによって被加工物の
加工部表面の反射率の変化を計測することにより、除去
している層の変化即ち加工の進度を認識する。これによ
り被加工物の加工部底面に除去されてはならない層が現
れた場合に、加工を中止することができ、多層構造の被
加工物に対して目的とする層まで正確に加工できる。
【００１１】又、この発明においては、主パルスレーザ
ビームを分割して加工用の第１のパルスレーザビームと
計測用の第２のパルスレーザビームを形成し、第２のパ
ルスレーザビームを光バイパス路を通すことにより第１
のパルスレーザビームより遅らせ、この遅れた第２のパ
ルスレーザビームを第１のパルスレーザビームによって
生じた蒸発蒸気中を通し、この第２のパルスレーザビー
ムの散乱による減衰を計測することにより、除去してい
る層の変化即ち加工の進度を認識する。これにより被加
工物の加工部底面に除去されてはならない層が現れた場
合に、加工を中止することができ、多層構造の被加工物
に対して目的とする層まで正確に加工できる。
ビームを分割して加工用の第１のパルスレーザビームと
計測用の第２のパルスレーザビームを形成し、第２のパ
ルスレーザビームを光バイパス路を通すことにより第１
のパルスレーザビームより遅らせ、この遅れた第２のパ
ルスレーザビームを第１のパルスレーザビームによって
生じた蒸発蒸気中を通し、この第２のパルスレーザビー
ムの散乱による減衰を計測することにより、除去してい
る層の変化即ち加工の進度を認識する。これにより被加
工物の加工部底面に除去されてはならない層が現れた場
合に、加工を中止することができ、多層構造の被加工物
に対して目的とする層まで正確に加工できる。
【００１２】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１を示す構成図であり、
１Ａ、２〜４、９は前述と同様のものである。１１はレ
ーザ発振器１Ａからの主パルスレーザビームを第１のパ
ルスレーザビームと第２のパルスレーザビームに分割す
る光分割器であって、この光分割器１１は、その分割比
を適当な値に設定することにより、第１のパルスレーザ
ビームが被加工物４を蒸発に至らしめる強度を有し、第
２のパルスレーザビームが被加工物４を蒸発に至らしめ
ない強度を有するように、主パルスレーザビームを第１
のパルスレーザビームと第２のパルスレーザビームに分
割する機能を有する。１２、１３は分割された第２のパ
ルスレーザビームを反射する全反射ミラー、１４は分割
された第１のパルスレーザビームの光路と第２のパルス
レーザビームの光路とを結合する光結合器であって、光
分割器１１ー全反射ミラー１２ー全反射ミラー１３ー光
結合器１４の経路は第２のパルスレーザビームを第１の
パルスレーザビームに対して遅延する光バイパス路１５
を構成する。又、光分割器１１ー光結合器１４ー全反射
ミラー２ー光分割器３ー被加工物４の経路は第１のパル
スレーザビームの光路であり、光バイパス路１５ー全反
射ミラー２ー光分割器３ー被加工物４の経路は第２のパ
ルスレーザビームの光路である。光バイパス路１５は、
主パルスレーザビームの半値幅をτp（ｓ）、パルス繰
り返し周波数をｆとすると、第１のパルスレーザビーム
の光路と第２のパルスレーザビーム光路との間に３τp
×１０8（ｍ）以上、３／ｆ×１０8（ｍ）以下の光路差
を生じるようになされている。１６は光検出器９の出力
に基ずいて被加工物４の加工部底面の反射率を計算し、
それによって加工部底面に現れている層を認識し、レー
ザ検出器１Ａを制御する例えばコンピュータ等を用いた
信号処理装置である。ここで、光分割器３、光検出器９
及び信号処理装置１６は計測手段を構成する。
する。図１はこの発明の実施例１を示す構成図であり、
１Ａ、２〜４、９は前述と同様のものである。１１はレ
ーザ発振器１Ａからの主パルスレーザビームを第１のパ
ルスレーザビームと第２のパルスレーザビームに分割す
る光分割器であって、この光分割器１１は、その分割比
を適当な値に設定することにより、第１のパルスレーザ
ビームが被加工物４を蒸発に至らしめる強度を有し、第
２のパルスレーザビームが被加工物４を蒸発に至らしめ
ない強度を有するように、主パルスレーザビームを第１
のパルスレーザビームと第２のパルスレーザビームに分
割する機能を有する。１２、１３は分割された第２のパ
ルスレーザビームを反射する全反射ミラー、１４は分割
された第１のパルスレーザビームの光路と第２のパルス
レーザビームの光路とを結合する光結合器であって、光
分割器１１ー全反射ミラー１２ー全反射ミラー１３ー光
結合器１４の経路は第２のパルスレーザビームを第１の
パルスレーザビームに対して遅延する光バイパス路１５
を構成する。又、光分割器１１ー光結合器１４ー全反射
ミラー２ー光分割器３ー被加工物４の経路は第１のパル
スレーザビームの光路であり、光バイパス路１５ー全反
射ミラー２ー光分割器３ー被加工物４の経路は第２のパ
ルスレーザビームの光路である。光バイパス路１５は、
主パルスレーザビームの半値幅をτp（ｓ）、パルス繰
り返し周波数をｆとすると、第１のパルスレーザビーム
の光路と第２のパルスレーザビーム光路との間に３τp
×１０8（ｍ）以上、３／ｆ×１０8（ｍ）以下の光路差
を生じるようになされている。１６は光検出器９の出力
に基ずいて被加工物４の加工部底面の反射率を計算し、
それによって加工部底面に現れている層を認識し、レー
ザ検出器１Ａを制御する例えばコンピュータ等を用いた
信号処理装置である。ここで、光分割器３、光検出器９
及び信号処理装置１６は計測手段を構成する。
【００１３】次に、図１に示したこの発明の実施例１の
動作について説明する。レーザ検出器１Ａが半値幅τp
の主パルスレーザビームを射出すると、この主パルスレ
ーザビームは光分割器１１において第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割される。分割
された第１のパルスレーザビームは、光結合器１４、全
反射ミラー２及び光分割器３を介して被加工物４に到達
し、これを加工する。一方、分割された第２のパルスレ
ーザビームは、光バイパス路１５を通り、光結合器１
４、全反射ミラー２及び光分割器３を介して第１のパル
スレーザビームより遅れて被加工物４に到達し、その加
工部で反射される。この反射された第２のパルスレーザ
ビームは光分割器３により光検出器９に供給されて検出
される。光検出器９の検出出力は信号処理装置１６に供
給される。信号処理装置１６は供給された検出出力に基
ずいて被加工物４の加工部底面の反射率を計算し、それ
によって加工部底面に現れている層を認識する。そし
て、信号処理装置１６は除去されてならない層が、加工
部底面に現れた時にレーザ発振器１Ａの制御回路（図示
せず）を制御し、そのレーザ発振を終了させる。
動作について説明する。レーザ検出器１Ａが半値幅τp
の主パルスレーザビームを射出すると、この主パルスレ
ーザビームは光分割器１１において第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割される。分割
された第１のパルスレーザビームは、光結合器１４、全
反射ミラー２及び光分割器３を介して被加工物４に到達
し、これを加工する。一方、分割された第２のパルスレ
ーザビームは、光バイパス路１５を通り、光結合器１
４、全反射ミラー２及び光分割器３を介して第１のパル
スレーザビームより遅れて被加工物４に到達し、その加
工部で反射される。この反射された第２のパルスレーザ
ビームは光分割器３により光検出器９に供給されて検出
される。光検出器９の検出出力は信号処理装置１６に供
給される。信号処理装置１６は供給された検出出力に基
ずいて被加工物４の加工部底面の反射率を計算し、それ
によって加工部底面に現れている層を認識する。そし
て、信号処理装置１６は除去されてならない層が、加工
部底面に現れた時にレーザ発振器１Ａの制御回路（図示
せず）を制御し、そのレーザ発振を終了させる。
【００１４】実施例２．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図２はこの発明の実施例２を示す
構成図であり、図１と対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明は省略する。本実施例では、光分割器
３と光検出器９との間に、被加工物４の除去されてはな
らない層の反射率が除去すべき層の反射率よりも高い場
合、除去されてはならない層からの反射ビームの強度に
よって光検出器９の感応の閾値を越えるような透過率を
有するＮＤフィルタ１７を設けると共に、信号処理装置
１６の代わりに増幅器１８を用いる。ここで、光分割器
３、ＮＤフィルタ１７、光検出器９及び増幅器１８は計
測手段を構成する。
図について説明する。図２はこの発明の実施例２を示す
構成図であり、図１と対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明は省略する。本実施例では、光分割器
３と光検出器９との間に、被加工物４の除去されてはな
らない層の反射率が除去すべき層の反射率よりも高い場
合、除去されてはならない層からの反射ビームの強度に
よって光検出器９の感応の閾値を越えるような透過率を
有するＮＤフィルタ１７を設けると共に、信号処理装置
１６の代わりに増幅器１８を用いる。ここで、光分割器
３、ＮＤフィルタ１７、光検出器９及び増幅器１８は計
測手段を構成する。
【００１５】次に、図２に示したこの発明の実施例２の
動作について説明する。レーザ検出器１Ａが半値幅τp
の主パルスレーザビームを射出すると、この主パルスレ
ーザビームは光分割器１１において第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割される。分割
された第１のパルスレーザビームは、光結合器１４、全
反射ミラー２及び光分割器３を介して被加工物４に到達
し、これを加工する。一方、分割された第２のパルスレ
ーザビームは、光バイパス路１５を通り、光結合器１
４、全反射ミラー２及び光分割器３を介して第１のパル
スレーザビームより遅れて被加工物４に到達し、その加
工部で反射される。この反射された第２のパルスレーザ
ビームは光分割器３によりＮＤフィルタ１７を通して光
検出器９に供給されて検出される。除去されてはならな
い層が被加工物４の加工部底面に現れた場合、光検出器
９が感応し、検出信号を増幅器１８に送る。増幅器１８
は入力された信号をレーザ発振器１Ａの動作を停止でき
る程度に迄増幅し、この増幅された信号をレーザ発振器
１Ａの制御回路に送り、そのレーザ発振を停止させる。
動作について説明する。レーザ検出器１Ａが半値幅τp
の主パルスレーザビームを射出すると、この主パルスレ
ーザビームは光分割器１１において第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割される。分割
された第１のパルスレーザビームは、光結合器１４、全
反射ミラー２及び光分割器３を介して被加工物４に到達
し、これを加工する。一方、分割された第２のパルスレ
ーザビームは、光バイパス路１５を通り、光結合器１
４、全反射ミラー２及び光分割器３を介して第１のパル
スレーザビームより遅れて被加工物４に到達し、その加
工部で反射される。この反射された第２のパルスレーザ
ビームは光分割器３によりＮＤフィルタ１７を通して光
検出器９に供給されて検出される。除去されてはならな
い層が被加工物４の加工部底面に現れた場合、光検出器
９が感応し、検出信号を増幅器１８に送る。増幅器１８
は入力された信号をレーザ発振器１Ａの動作を停止でき
る程度に迄増幅し、この増幅された信号をレーザ発振器
１Ａの制御回路に送り、そのレーザ発振を停止させる。
【００１６】実施例３．尚、実施例１及び２において、
第２のパルスレーザビームを遅延させるのに、更に光バ
イパス路１５に透明な誘電体である光ファイバ等を設け
ても良い。
第２のパルスレーザビームを遅延させるのに、更に光バ
イパス路１５に透明な誘電体である光ファイバ等を設け
ても良い。
【００１７】実施例４．又、実施例１及び２において、
第１のパルスレーザビームと第２のパルスレーザビーム
との間に所定の強度差を得るのに、光バイパス路１５中
にフィルタを挿入しても良い。
第１のパルスレーザビームと第２のパルスレーザビーム
との間に所定の強度差を得るのに、光バイパス路１５中
にフィルタを挿入しても良い。
【００１８】実施例５．又、この発明の他の実施例を図
について説明する。図３はこの発明の実施例５を示す構
成図であり、図１と対応する部分には同一符号を付し、
その詳細説明は省略する。本実施例では、光分割器１１
で分割される第１のパルスレーザビームの光路を光分割
器１１ー全反射ミラー２ー被加工物４の経路とし、第２
のパルスレーザビームの光路を光分割器１１ー全反射ミ
ラー１２ー光検出器９の経路とする。又、この第２のパ
ルスレーザビームの光路は、本実施例では、第２のパル
スレーザビームを第１のパルスレーザビームに対して遅
延する光バイパス路１９でもある。光バイパス路１９
は、主パルスレーザビームの半値幅をτp（ｓ）とする
と、第１のパルスレーザビームの光路と第２のパルスレ
ーザビーム光路との間に３τp×１０8（ｍ）以下の光路
差を生じるようになされている。１６Ａは光検出器９の
出力に基ずいて被加工物４上に発生する蒸発蒸気中の第
２のパルスレーザビームの透過率を計算し、それによっ
て被加工物４の加工部底面に現れている層を認識し、レ
ーザ検出器１Ａを制御する例えばコンピュータ等を用い
た信号処理装置である。ここで、光検出器９及び信号処
理装置１６Ａは他の計測手段を構成する。又、全反射ミ
ラー２と１２は、第１のパルスレーザビームを被加工物
４に照射し、遅延した第２のパルスレーザビームを第１
のパルスレーザビームと被加工物４の上方で交差するよ
うに照射する光学手段を構成する。
について説明する。図３はこの発明の実施例５を示す構
成図であり、図１と対応する部分には同一符号を付し、
その詳細説明は省略する。本実施例では、光分割器１１
で分割される第１のパルスレーザビームの光路を光分割
器１１ー全反射ミラー２ー被加工物４の経路とし、第２
のパルスレーザビームの光路を光分割器１１ー全反射ミ
ラー１２ー光検出器９の経路とする。又、この第２のパ
ルスレーザビームの光路は、本実施例では、第２のパル
スレーザビームを第１のパルスレーザビームに対して遅
延する光バイパス路１９でもある。光バイパス路１９
は、主パルスレーザビームの半値幅をτp（ｓ）とする
と、第１のパルスレーザビームの光路と第２のパルスレ
ーザビーム光路との間に３τp×１０8（ｍ）以下の光路
差を生じるようになされている。１６Ａは光検出器９の
出力に基ずいて被加工物４上に発生する蒸発蒸気中の第
２のパルスレーザビームの透過率を計算し、それによっ
て被加工物４の加工部底面に現れている層を認識し、レ
ーザ検出器１Ａを制御する例えばコンピュータ等を用い
た信号処理装置である。ここで、光検出器９及び信号処
理装置１６Ａは他の計測手段を構成する。又、全反射ミ
ラー２と１２は、第１のパルスレーザビームを被加工物
４に照射し、遅延した第２のパルスレーザビームを第１
のパルスレーザビームと被加工物４の上方で交差するよ
うに照射する光学手段を構成する。
【００１９】次に、図３に示したこの発明の実施例４の
動作について説明する。レーザ検出器１Ａが半値幅τp
の主パルスレーザビームを射出すると、この主パルスレ
ーザビームは光分割器１１において第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割される。分割
された第１のパルスレーザビームは、全反射ミラー２を
介して被加工物４に到達し、これを加工し、蒸発蒸発を
被加工物４上に発生させる。一方、分割された第２のパ
ルスレーザビームは、光バイパス路１９中の全反射ミラ
ー１２を通り、第１のパルスレーザビームと被加工物４
の上方で交差し、被加工物４上の蒸発蒸発中を通過して
光検出器９に入る。蒸発蒸気中のレーザの透過率は加工
される物質によって決まる。光検出器９の検出出力は信
号処理装置１６Ａに供給される。信号処理装置１６Ａは
供給された検出出力に基ずいて蒸発蒸発中の第２のパル
スレーザビームの透過率即ち蒸発蒸気による第２のパル
スレーザビームの散乱によるエネルギーの減衰を計算
し、それによって加工部底面に現れている層を認識す
る。そして、信号処理装置１６Ａは除去されてならない
層が、加工部底面に現れた時にレーザ発振器１Ａの制御
回路（図示せず）を制御し、そのレーザ発振を終了させ
る。
動作について説明する。レーザ検出器１Ａが半値幅τp
の主パルスレーザビームを射出すると、この主パルスレ
ーザビームは光分割器１１において第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割される。分割
された第１のパルスレーザビームは、全反射ミラー２を
介して被加工物４に到達し、これを加工し、蒸発蒸発を
被加工物４上に発生させる。一方、分割された第２のパ
ルスレーザビームは、光バイパス路１９中の全反射ミラ
ー１２を通り、第１のパルスレーザビームと被加工物４
の上方で交差し、被加工物４上の蒸発蒸発中を通過して
光検出器９に入る。蒸発蒸気中のレーザの透過率は加工
される物質によって決まる。光検出器９の検出出力は信
号処理装置１６Ａに供給される。信号処理装置１６Ａは
供給された検出出力に基ずいて蒸発蒸発中の第２のパル
スレーザビームの透過率即ち蒸発蒸気による第２のパル
スレーザビームの散乱によるエネルギーの減衰を計算
し、それによって加工部底面に現れている層を認識す
る。そして、信号処理装置１６Ａは除去されてならない
層が、加工部底面に現れた時にレーザ発振器１Ａの制御
回路（図示せず）を制御し、そのレーザ発振を終了させ
る。
【００２０】実施例６．又、この発明の他の実施例を図
について説明する。図４はこの発明の実施例６を示す構
成図であり、図１〜図３と対応する部分には同一符号を
付し、その詳細説明は省略する。本実施例では、光検出
器９と全反射ミラー１２との間に、被加工物４の除去す
べき層の蒸発蒸気の散乱断面積が、除去されてはならな
い層の蒸発蒸気の散乱断面積より大きい場合、除去され
てはならない層の蒸発蒸気中を通った第２のパルスレー
ザビームによって光検出器９の感応の閾値を越えるよう
な透過率を有するＮＤフィルタ１７Ａを設けると共に、
信号処理装置１６Ａの代わりに増幅器１８を用いる。こ
こで、ＮＤフィルタ１７Ａ、光検出器９及び増幅器１８
は他の計測手段を構成する。
について説明する。図４はこの発明の実施例６を示す構
成図であり、図１〜図３と対応する部分には同一符号を
付し、その詳細説明は省略する。本実施例では、光検出
器９と全反射ミラー１２との間に、被加工物４の除去す
べき層の蒸発蒸気の散乱断面積が、除去されてはならな
い層の蒸発蒸気の散乱断面積より大きい場合、除去され
てはならない層の蒸発蒸気中を通った第２のパルスレー
ザビームによって光検出器９の感応の閾値を越えるよう
な透過率を有するＮＤフィルタ１７Ａを設けると共に、
信号処理装置１６Ａの代わりに増幅器１８を用いる。こ
こで、ＮＤフィルタ１７Ａ、光検出器９及び増幅器１８
は他の計測手段を構成する。
【００２１】次に、図４に示したこの発明の実施例５の
動作について説明する。レーザ検出器１Ａが半値幅τp
の主パルスレーザビームを射出すると、この主パルスレ
ーザビームは光分割器１１において第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割される。分割
された第１のパルスレーザビームは、全反射ミラー２を
介して被加工物４に到達し、これを加工し、蒸発蒸発を
被加工物４上に発生させる。一方、分割された第２のパ
ルスレーザビームは、光バイパス路１９中の全反射ミラ
ー１２を通り、第１のパルスレーザビームと被加工物４
の上方で交差し、被加工物４上の蒸発蒸発中を通過して
ＮＤフィルタ１７Ａを通り光検出器９に入る。除去され
てはならない層が被加工物４の加工部底面に現れた場
合、光検出器９が感応し、検出信号を増幅器１８に送
る。増幅器１８は入力された信号をレーザ発振器１Ａの
動作を停止できる程度に迄増幅し、この増幅された信号
をレーザ発振器１Ａの制御回路に送り、そのレーザ発振
を停止させる。
動作について説明する。レーザ検出器１Ａが半値幅τp
の主パルスレーザビームを射出すると、この主パルスレ
ーザビームは光分割器１１において第１のパルスレーザ
ビームと第２のパルスレーザビームに分割される。分割
された第１のパルスレーザビームは、全反射ミラー２を
介して被加工物４に到達し、これを加工し、蒸発蒸発を
被加工物４上に発生させる。一方、分割された第２のパ
ルスレーザビームは、光バイパス路１９中の全反射ミラ
ー１２を通り、第１のパルスレーザビームと被加工物４
の上方で交差し、被加工物４上の蒸発蒸発中を通過して
ＮＤフィルタ１７Ａを通り光検出器９に入る。除去され
てはならない層が被加工物４の加工部底面に現れた場
合、光検出器９が感応し、検出信号を増幅器１８に送
る。増幅器１８は入力された信号をレーザ発振器１Ａの
動作を停止できる程度に迄増幅し、この増幅された信号
をレーザ発振器１Ａの制御回路に送り、そのレーザ発振
を停止させる。
【００２２】実施例７．尚、実施例５及び６において、
第２のパルスレーザビームを遅延させるのに、更に光バ
イパス路１９に透明な誘電体である光ファイバ等を設け
ても良い。
第２のパルスレーザビームを遅延させるのに、更に光バ
イパス路１９に透明な誘電体である光ファイバ等を設け
ても良い。
【００２３】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、主パル
スレーザビームを射出するレーザ発振器と、主パルスレ
ーザビームを第１のパルスレーザビームと第２のパルス
レーザビームに分割する光分割器と、第２のパルスレー
ザビームが供給され、第２のパルスレーザビームを第１
のパルスレーザビームに対して遅延する光バイパス路
と、第１のパルスレーザビームが被加工物に照射された
後遅延した第２のパルスレーザビームを被加工物に照射
し、被加工物によって反射された第２のパルスレーザビ
ームの強度を測定する計測手段とを備えたので、構成が
簡単で安価となり、又、レーザショット数を減らし、高
速のレーザ加工が出来、しかも被加工物の加工部の下地
の酸化が進行する前に反射率を計測出来るので、高精度
の加工が出来、特に多層構造の被加工物のレーザ加工に
対して有用であるという効果を奏する。
スレーザビームを射出するレーザ発振器と、主パルスレ
ーザビームを第１のパルスレーザビームと第２のパルス
レーザビームに分割する光分割器と、第２のパルスレー
ザビームが供給され、第２のパルスレーザビームを第１
のパルスレーザビームに対して遅延する光バイパス路
と、第１のパルスレーザビームが被加工物に照射された
後遅延した第２のパルスレーザビームを被加工物に照射
し、被加工物によって反射された第２のパルスレーザビ
ームの強度を測定する計測手段とを備えたので、構成が
簡単で安価となり、又、レーザショット数を減らし、高
速のレーザ加工が出来、しかも被加工物の加工部の下地
の酸化が進行する前に反射率を計測出来るので、高精度
の加工が出来、特に多層構造の被加工物のレーザ加工に
対して有用であるという効果を奏する。
【００２４】又、この発明によれば、主パルスレーザビ
ームを射出するレーザ発振器と、主パルスレーザビーム
を第１のパルスレーザビームと第２のパルスレーザビー
ムに分割する光分割器と、第２のパルスレーザビームが
供給され、第２のパルスレーザビームを第１のパルスレ
ーザビームに対して遅延する光バイパス路と、第１のパ
ルスレーザビームを被加工物に照射し、遅延した第２の
パルスレーザビームを第１のパルスレーザビームと被加
工物の上方で交差するように照射する光学手段と、遅延
した第２のパルスレーザビームが上記交差点を通過した
後第２のパルスレーザビームの強度を測定する他の計測
手段とを備えたので、構成が簡単で安価となり、又、レ
ーザショット数を減らし、高速のレーザ加工が出来、特
に多層構造の被加工物のレーザ加工に対して有用である
と言う効果を奏する。
ームを射出するレーザ発振器と、主パルスレーザビーム
を第１のパルスレーザビームと第２のパルスレーザビー
ムに分割する光分割器と、第２のパルスレーザビームが
供給され、第２のパルスレーザビームを第１のパルスレ
ーザビームに対して遅延する光バイパス路と、第１のパ
ルスレーザビームを被加工物に照射し、遅延した第２の
パルスレーザビームを第１のパルスレーザビームと被加
工物の上方で交差するように照射する光学手段と、遅延
した第２のパルスレーザビームが上記交差点を通過した
後第２のパルスレーザビームの強度を測定する他の計測
手段とを備えたので、構成が簡単で安価となり、又、レ
ーザショット数を減らし、高速のレーザ加工が出来、特
に多層構造の被加工物のレーザ加工に対して有用である
と言う効果を奏する。
【図１】この発明によるレーザ加工装置の一実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】この発明によるレーザ加工装置の他の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】この発明によるレーザ加工装置の他の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図４】この発明によるレーザ加工装置の他の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図５】従来のレーザ加工装置を示す構成図である。
【図６】従来のレーザ加工装置を示す構成図である。
１Ａ レーザ発振器 ２、１２、１３ 全反射ミラー ３、１１ 光分割器 ４ 被加工物 ９ 光検出器 １４ 光結合器 １５、１９ 光バイパス路 １６、１６Ａ 信号処理装置 １７、１７Ａ ＮＤフィルタ １８ 増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−33785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−152389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−29323（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−16786（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/18
Claims (2)
- 【請求項１】 主パルスレーザビームを射出するレーザ
発振器と、 上記主パルスレーザビームを第１のパルスレーザビーム
と第２のパルスレーザビームに分割する光分割器と、 上記第２のパルスレーザビームが供給され、該第２のパ
ルスレーザビームを上記第１のパルスレーザビームに対
して遅延する光バイパス路と、 上記第１のパルスレーザビームが被加工物に照射された
後上記遅延した第２のパルスレーザビームを上記被加工
物に照射し、該被加工物によって反射された第２のパル
スレーザビームの強度を測定する計測手段とを備えたこ
とを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項２】 主パルスレーザビームを射出するレーザ
発振器と、 上記主パルスレーザビームを第１のパルスレーザビーム
と第２のパルスレーザビームに分割する光分割器と、 上記第２のパルスレーザビームが供給され、該第２のパ
ルスレーザビームを上記第１のパルスレーザビームに対
して遅延する光バイパス路と、 上記第１のパルスレーザビームを被加工物に照射し、上
記遅延した第２のパルスレーザビームを上記第１のパル
スレーザビームと上記被加工物の上方で交差するように
照射する光学手段と、 上記遅延した第２のパルスレーザビームが上記交差点を
通過した後該第２のパルスレーザビームの強度を測定す
る他の計測手段とを備えたことを特徴とするレーザ加工
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3258064A JP2747387B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3258064A JP2747387B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | レーザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596388A JPH0596388A (ja) | 1993-04-20 |
| JP2747387B2 true JP2747387B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17315029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3258064A Expired - Fee Related JP2747387B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2747387B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4416481B2 (ja) * | 2003-11-18 | 2010-02-17 | ギガフォトン株式会社 | 光学的パルス伸長器および露光用放電励起ガスレーザ装置 |
| EP1716964B1 (en) * | 2005-04-28 | 2009-01-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device and laser irradiation apparatus |
| US7888620B2 (en) * | 2006-07-31 | 2011-02-15 | Electro Scientific Industries, Inc. | Reducing coherent crosstalk in dual-beam laser processing system |
| JP5142252B2 (ja) * | 2007-05-24 | 2013-02-13 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | レーザ加工装置 |
| JP5024118B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2012-09-12 | 住友電気工業株式会社 | レーザ発振方法、レーザ、レーザ加工方法、及びレーザ測定方法 |
| WO2023021622A1 (ja) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | ギガフォトン株式会社 | バイパス装置、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3258064A patent/JP2747387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0596388A (ja) | 1993-04-20 |
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